テーピング装置およびテーピング装置の運転方法
【課題】絶縁テープをコイル導体に巻装する際、絶縁テープの巻数直径、切断等を監視するとともに、絶縁テープの張力に過不足があるとき、設計値に自動調整するテーピング装置およびテーピング装置の運転方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るテーピング装置は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のそれぞれに移動可能にするとともに、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれを中心にして回転可能なテーピングヘッド１４と、このテーピングヘッド１４に回転可能に組み込まれた回転リング２７と、この回転リング２７に組み込まれ、絶縁テープ１３ａ，１３ｂを収容するテープホルダ３１ａ，３１ｂと、前記絶縁テープ１３ａ，１３ｂの張力の強弱、高低を調整する絶縁テープ張力制御装置３３ａ，３３ｂと、前記絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径を監視する手段と、前記絶縁テープの切断を監視する手段と、監視した情報を無線化して送信する手段３２ａ，３２ｂとを備えたものである。
【解決手段】本発明に係るテーピング装置は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のそれぞれに移動可能にするとともに、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれを中心にして回転可能なテーピングヘッド１４と、このテーピングヘッド１４に回転可能に組み込まれた回転リング２７と、この回転リング２７に組み込まれ、絶縁テープ１３ａ，１３ｂを収容するテープホルダ３１ａ，３１ｂと、前記絶縁テープ１３ａ，１３ｂの張力の強弱、高低を調整する絶縁テープ張力制御装置３３ａ，３３ｂと、前記絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径を監視する手段と、前記絶縁テープの切断を監視する手段と、監視した情報を無線化して送信する手段３２ａ，３２ｂとを備えたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に適用するコイル導体に絶縁テープを自動的に巻装する際、その巻装作業に、より一層の改良を加えたテーピング装置およびテーピング装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テーピング装置は、平角断面の素線を複数にして束ねたコイル導体に絶縁テープを自動的に巻装するもので、その構成として図５〜図６に示すものがある。
【０００３】
このテーピング装置は、支持フレーム（図示せず）に設けた回転リング１に複数の絶縁テープ２ａ，２ｂを巻装したリール３ａ，３ｂを設け、水平に支持されたコイル導体４の一端に絶縁テープ２ａ，２ｂを貼着し、その後、回転リング１をコイル導体４の周りに回転させ、しかも一定の張力を与えながらコイル導体４の軸方向（長手方向）に向って移動させるとともに、移動中、図７に示すように、約１／２程度の重ね巻きを２本の絶縁テープ２ａ，２ｂで行なわせる構成にしている。
【０００４】
なお、この種のテーピング装置には、例えば、特開平７−１３１９５９号公報（特許文献１）や特開平９−５６１２３号公報（特許文献２）等が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１３１９５９号公報
【特許文献２】特開平９−５６１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転電機に適用するコイルは、横断面を長方形に形成するコイル導体４が軸方向（長手方向）に向って延びる直線部４ａと、両端が捩れを含む折曲げ状の３次元形状のエンド部４ｂ，４ｂとから構成されている。
【０００６】
このような形状のコイル導体４、特に３次元形状のエンド部４ｂ，４ｂに絶縁テープ２ａ，２ｂを巻装する場合、従来のテーピング装置では、絶縁テープ２ａ，２ｂの張力を監視する手段を備えておらず、専ら作業員の目視確認と長年の経験に基づく判断に依存するところが多く、幾つかの問題点を抱えていた。
【０００７】
まず、一つ目は、絶縁テープの張力を監視する手段がないため、絶縁テープの導体、特に３次元形状のエンド部への巻装に対し、粗、密のムラができ、絶縁性能に悪影響を与えることがあった。
【０００８】
二つ目に、絶縁テープの張力を監視する手段がないため、導体を巻装する絶縁テープの残量がわからず、作業員の経験に頼ることが多かった。しかし、作業員が途中で交替したり、休憩が入ったりした場合、絶縁テープの残量がわからないため、絶縁テープの交換作業が遅れ、作業が長時間化する等の問題があった。
【０００９】
三つ目に、絶縁テープの張力を監視する手段がないため、運転中に、絶縁テープ切があっても気付かないことがあり、気付いたときには、絶縁テープが切れた箇所まで戻して再起動しなければならず、時間的ロスを生じていた。
【００１０】
四つ目に、コイル導体に絶縁テープを送り出す、従来のテーピングヘッドにも問題があった。
【００１１】
従来のテーピングヘッドは、全体形状が比較的大きくなっているため、３次元形状の導体のエンド部に差し掛かると、その移動半径が大きくなり、周辺の治具に衝突したり、導体への巻装中、絶縁テープが捩れ、絶縁テープ表面に被着させた絶縁層を破損させることがあった。
【００１２】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、テーピングヘッド内に絶縁テープの張力を調整する絶縁テープ張力制御装置と、絶縁テープの巻数直径残量および絶縁テープ切れ等を監視する手段を組み込み、その監視した情報を無線化して外部への送信を実現可能としたテーピング装置およびテーピング装置の運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項１に記載したように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のそれぞれに移動可能にするとともに、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれを中心にして回転可能なテーピングヘッドと、このテーピングヘッドに回転可能に組み込まれた回転リングと、この回転リングに組み込まれ、絶縁テープを収容するテープホルダと、前記絶縁テープの張力の強弱、高低を調整する絶縁テープ張力制御装置と、前記絶縁テープの巻数直径を監視する手段と、前記絶縁テープの切断を監視する手段と、監視した情報を無線化して送信する手段とを備えたものである。
【００１４】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項２に記載したように、テープホルダは、巻装した絶縁テープを収容するリールと、このリールに接続し、周縁に歯を設けて絶縁テープ張力制御装置に螺合させるベース板とを備えたものである。
【００１５】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項３に記載したように、リールは、巻装した絶縁テープに係合させるピンを備えたものである。
【００１６】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項４に記載したように、絶縁テープ張力制御装置は、テープホルダのベース板に螺合させる歯を備えた回転盤と、この回転盤に設けたブレーキシューと、一端が前記回転盤に軸支され、他端が支持部材で固設された主軸と、この主軸を同心的に包囲し、モータの駆動力をバネを押えるバネ押え板および押え板に与えてこれらバネ押え板および押え板を前記主軸の軸方向に進退移動させるウォームホイールと、前記主軸に設けられ、前記押え板を前記ブレーキシューに当接させたときに前記主軸に生成される回転トルクを計測するひずみゲージとで構成する張力調整機構部を備えたものである。
【００１７】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項５に記載したように、ウォームホイールは、バネ押え板を主軸の軸方向に進退移動させるネジ部を備えたものである。
【００１８】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項６に記載したように、回転盤は、主軸を軸支する軸受を備えたものである。
【００１９】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項７に記載したように、モータは、モータ軸にウォームホイールの周縁に設けた歯に螺合させるウォームギヤを備えたものである。
【００２０】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項８に記載したように、押え板は、バネを支持し、かつバネ押え板に接続させる支持軸を備えたものである。
【００２１】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項９に記載したように、絶縁テープの切断を監視する手段は、絶縁テープをサポートする中間ローラの挙動を監視する絶縁テープ切断監視センサであることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項１０に記載したように、絶縁テープの巻数直径を監視する手段は、絶縁テープ監視センサであることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項１１に記載したように、回転リングは、絶縁テープのコイル導体への貼着時、貼着状態を監視するレーザ監視装置を備えたものである。
【００２４】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項１２に記載したように、監視した状態を無線化して送信する手段は、回転リングに組み込まれた無線機およびアンテナであることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項１３に記載したように、監視した情報を無線化して送信する手段は、監視した情報のうち、絶縁テープの巻数直径の情報と、主軸の回転トルクの情報とに基づいて張力を演算し、その演算信号を絶縁テープの張力の強弱、高低調整指令として絶縁テープ張力制御装置に与えるテーピング制御装置を備えたものである。
【００２６】
また、本発明に係るテーピング装置の運転方法は、上述の目的を達成すめために、請求項１４に記載したように、テーピングヘッドのテープホルダからコイル導体に絶縁テープを送り出すとき、前記絶縁テープの巻数直径およびその切断をレーザ光で監視し、監視した情報を無線で前記テーピングヘッドに駆動指令を与えるテーピング制御装置に送信するとともに、前記絶縁テープが設計値に較べて強弱高低変動しているとき、張力調整機構部の回転盤に設けたブレーキシューにバネ押え板を介装した押え板を当接させ、その際に主軸に生成される回転トルクを計測し、計測した回転トルクと前記絶縁テープの巻数直径とから前記絶縁テープの張力を算出し、算出した張力に基づいてモータの正または逆回転を演算し、その演算した回転の下、前記バネ押え板および押え板を前記主軸の軸方向に沿って進退移動させて前記絶縁テープの張力を調整する方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るテーピング装置およびテーピング装置の運転方法は、運転中の絶縁テープの張力に強弱、高低が出たとき、その張力を設計値に調整させているので、張力の適正値の下、絶縁テープのコイル導体への巻装を粗、密の偏奇がなく、絶縁性能を高く維持させることができる。
【００２８】
また、本発明に係るテーピング装置およびテーピング装置の運転方法は、絶縁テープの巻終り、切断等を監視し、その情報を無線で送受信させているので、絶縁テープの取換え作業を短時間で行うことができ、情報の無線化によってテーピングヘッドを小型化、軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係るテーピング装置およびテーピング装置の運転方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係るテーピング装置の概略斜視図である。
【００３１】
本実施形態に係るテーピング装置は、コイル導体１０の直接部分を支持するコイル導体直線部支持クランプ１１と、コイル導体１０のエンド部を支持するコイル導体エンド部支持クランプ１２と、コイル導体１０に絶縁テープ１３を巻装するテーピングヘッド１４と、このテーピングヘッド１４を駆動して自在に移動させるテーピングヘッド支持移動装置１５と、このテーピンビヘッド支持移動装置１５の動きを遠隔的に制御するアンテナ１６を備えたテーピング制御装置１７と、絶縁テープ１３の張力やテーピングヘッド１４の動きの軌跡等を予め入力する入力装置１８等を備えた構成になっている。
【００３２】
テーピングヘッド支持移動装置１５は、ベースプレート１９に設けたレール２０上をＸ軸方向に移動させる移動板２１と、この移動板２１に設けられたレール２２上をＹ軸方向に摺動させるテーブル２３と、このテーブル２３に設けられ、テーピングヘッド１４をＺ軸方向に昇降させるコラム２４と、テーピングヘッド１４をコラム２４のＺ軸を中心にして回転させるとともに、コラム２４のＹ軸を中心にして回転させる、例えば、モータ等の駆動機構部２５とを備え、テーピングヘッド１４を５軸方向に駆動できる構成になっている。
【００３３】
また、コイル導体直線部支持クランプ１１は、シリンダ内に収容された支持軸と支持軸に設けた把持部（ともに図示せず）を備え、テーピングヘッド１４が近付くと、把持部が開口し、支持軸が降下し、テーピングヘッド１４に衝突しないようにしている。
【００３４】
また、テーピング制御装置１７は、予め入力しておいて入力装置１８からのデータ情報を基にしてコイル導体直接部支持クランプ１１、テーピングヘッド１４、駆動機構部２５等に与えて駆動させ、その挙動をコントロールしている。
【００３５】
一方、コイル導体１０に絶縁テープ１３を巻装させるテーピングヘッド１４は、図２に示すように、筒状のフレーム２６に収容するリング筒状の回転リング２７と、フレーム２６の裏側に設けられ、回転リング２７をフレーム２６の周方向に沿って回転駆動させるモータ２８と、回転リング２７の外側を覆設する蓋体２９とを備えている。
【００３６】
リング筒状に形成された回転リング２７内には、コイル導体１０に中間ローラ３０ａ，３０ｂを介して絶縁テープ１３ａ，１３ｂを供給するテープホルダ３１ａ，３１ｂと、テープホルダ３１ａ，３１ｂに収容された絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径をレーザ光で計測し、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数の終了を監視する絶縁テープ監視センサ３２ａ，３２ｂと、テープホルダ３１ａ，３１ｂから中間ローラ３０ａ，３０ｂを介してコイル導体１０に供給する絶縁テープ１３ａ，１３ｂの張力の強弱、高低を調整する絶縁テープ張力制御装置３３ａ，３３ｂとが設けられている。
【００３７】
また、回転リング２７内には、絶縁テープ監視センサ３２ａ，３２ｂのレーザ光で計測した絶縁テープの巻数直径の情報をテーピング制御装置１７に送る無線機３４およびアンテナ３５ａ，３５ｂと、補助用のテープホルダ３６と、絶縁テープ１３ａ，１３ｂのコイル導体１０への巻装段取り時、絶縁テープ１３ａ，１３ｂがコイル導体１０に正確に貼着されているかをレーザ光で監視するレーザ監視装置３７が設けられている。
【００３８】
図３は、図２に示したテープホルダ３１ａ（３１ｂ）および絶縁テープ張力制御装置３３ａ（３３ｂ）を抜き出したテーピング装置の部分拡大図である。
【００３９】
テープホルダ３１ａ（３１ｂ）は、回転リング２７から延びた支持板３８および横フレーム３９で支持され、周縁に歯４０を備えたベース板４１と、ベース板４１に接続し、巻装した絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）を収容するリール４２と、リール４２に設けられ、収容した絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）を係合させてリール４２の空回り運転を防止するピン４３を備えている。
【００４０】
また、絶縁テープ張力制御装置３３ａ（３３ｂ）は、回転リング２７から延びた支持板４４、横フレーム４５、アーム４６を介して支持されたモータ５５と、このモータ５５の駆動力によりリール４２から中間ローラ３０ａ（３０ｂ）を介して送り出される絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）の張力を調整させる張力調整機構部４８を備えている。
【００４１】
この張力調整機構部４８は、回転盤４９の周縁に歯５０を備え、ベース板４１に設けた歯４０と螺合させ、互いを矢印ＡＲの反対方向に向って回転させ、この間に絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）の張力を調整している。
【００４２】
また、横フレーム４５には、絶縁テープ切断監視センサ５１が設けられている。
【００４３】
この絶縁テープ切断監視センサ５１は、運転中、絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）の張力を受けて中間ローラ３０ａ（３０ｂ）が軸線Ｇ１に位置しているが、絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）が切断されると張力が無くなり、中間ローラ３０ａ（３０ｂ）が軸線Ｇ２に移動することを利用し、中間ローラ３０ａ（３０ｂ）の軸線Ｇ２の位置をレーザ光で監視し、監視した情報を図２に示した無線機１４、アンテナ３５ａを介して図１に示したテーピング制御装置１７に送るようになっている。そして、絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）の切断の情報を受けたテーピング制御装置１７は、テーピングヘッド支持移動装置１５やテーピングヘッド１４に運転停止指令を出す。
【００４４】
ところで、絶縁テープ張力制御装置３３ａ（３３ｂ）を構成する張力調整機構部４８を今少し詳しく説明する。
【００４５】
この張力調整機構部４８は、図４に示すように、テープホルダ３１ａ（３１ｂ）のベース板４１に設けた歯４０に螺合し、周縁に沿って設けられた歯５０を備えた回転盤４９と、この回転盤４９に設けた軸受５２に一端が軸支され、他端が支持部材５３に固設させた主軸５４と、モータ５５のモータ軸５６に設けたウォームギヤ５７に螺合し、主軸５４を回転中心として回転するＴ字状で、かつ筒状のウォームホイール５８とを備えている。
【００４６】
また、張力調整機構部４８はＴ字状で、かつ筒状のウォームホイール５８に設けたネジ部５９に螺合させて主軸５４の軸方向に進退移動させるバネ押え板６０と、このバネ押え板６０に隣接し、支持軸６１で支持されたバネ６２を備えた押え板６３と、回転盤４９に設けられ、押え板６３との当接の際、生成される摩擦力によって主軸５４に回転トルクを発生させるブレーキシュー６４と、主軸５４に設けられ、発生した回転トルクを計測するひずみゲージ６５とを備えている。
【００４７】
次に、本実施形態に係るテーピング装置の運転方法を説明する。
【００４８】
運転前の段取り段階において、本実施形態は、コイル導体直接部支持クランプ１１およびコイル導体エンド部支持クランプ１２のそれぞれにコイル導体１０を把持させ、コイル導体１０のエンド部からテーピングヘッド１４を挿通させ、テーピングヘッド１４のテープホルダ３１ａ，３１ｂから中間ローラ３０ａ，３０ｂを介して引き寄せた絶縁テープ１３ａ，１３ｂをコイル導体１０のエンド部に貼着させる。
【００４９】
その際、テーピングヘッド１４の回転リング２７に設けたレーザ監視装置３７で絶縁テープ１３ａ，１３ｂのコイル導体１０に対する貼着状態が監視される。
【００５０】
段取り段階が終了すると、本実施形態は、テーピング制御装置１７のアンテナ１６からテーピング支持移動装置１５およびテーピングヘッド１４のそれぞれに駆動指令が出される。
【００５１】
駆動指令が与えられたテーピングヘッド１４は、フレーム２６の裏側に設けられたモータ２８を駆動し、回転リング２７を蓋体２９の周方向に沿って回転させるとともに、絶縁テープ監視センサ３２ａ，３２ｂで絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径を計測、監視させ、その情報を無線機３４、アンテナ３５ａ，３５ｂを介してテーピング制御装置１７のアンテナ１６に送る。
【００５２】
また、テーピングヘッド１４の回転リング２７内に設けた絶縁テープ切断監視センサ５１は、テープホルダ３１ａ，３１ｂのリール４２からコイル導体１０に絶縁テープ１３ａ，１３ｂを送り出す中間ローラ３０ａ，３０ｂの挙動を監視し、絶縁テープ１３ａ，１３ｂが何らかの事情で切断され、そのときの中間ローラ３０ａ，３０ｂの移動情報を無線機３４、アンテナ３５ａ，３５ｂを介してテーピング制御装置１７のアンテナ１６に送る。
【００５３】
中間ローラ３０ａ，３０ｂの移動情報を受信したテーピング制御装置１７は、テーピングヘッド１４およびテーピング支持移動装置１５のそれぞれに運転停止指令を与える。
【００５４】
一方、テープホルダ３１ａ，３１ｂのリール４２からコイル導体１０に送られる絶縁テープ１３ａ，１３ｂに、テープ巻数減少等に伴う張力の強弱、高低が発生すると、コイル導体１０に絶縁テープ１３ａ，１３ｂの粗密ができ、絶縁性能が悪くなるので、テーピング制御装置１７は、絶縁テープ張力制御装置３３ａ，３３ｂの張力調整機構部４８に張力調整指令を与える。
【００５５】
張力調整指令が与えられた張力調整機構部４８は、モータ４７を駆動させ、その駆動力をモータ軸５６のウォームギヤ５７を介してウォームホイール５８に与えるとともに、ウォームホイール５８のネジ部５９を介してバネ押え板６０を主軸５４の軸方向に進退移動させ、その際、バネ５２に弾性力を発生させ、その弾性力で押え板６３を押圧し、回転盤４９に設けたブレーキシュー６４に当接させる。
【００５６】
ブレーキシュー６４が押え板６３に当接すると、摩擦力が生成され、生成された摩擦力によって主軸５４には回転トルクが発生する。
【００５７】
発生した回転トルクを計測したひずみゲージ６５は、その回転トルク情報を無線機３４、アンテナ３５ａ，３５ｂを介してテーピング制御装置１７のアンテナ１６に送る。
【００５８】
テーピング制御装置１７は、絶縁テープ監視センサ３２ａ，３２ｂから絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径情報と、ひずみゲージ６５からの回転トルク情報とを基にして演算し、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの張力を算出し、算出した絶縁テープ１３ａ，１３ｂの張力と予め設定された張力、例えば設計値とを比較する。
【００５９】
比較中、偏差が出ると、テーピング制御装置１７は、その偏差に基づいて回転方向の正逆を演算してモータ５５に与え、モータ軸５６を正回転または逆回転にしてパネ押え板６０および押え板６３を主軸５４に対し進退移動させ、押え板６３とブレーキシュー６４との当接に伴って生成される摩擦力を変化させ、その変化させた摩擦力を回転盤４９の歯５０からテープホルダ３１ａ（３１ｂ）におけるベース板４１の歯４０を介してリール４２に与え、テープホルダ３１ａ（３１ｂ）のリール４２から出る絶縁テープ１３ａ，１３ｂの張力を設計値に調整する。
【００６０】
このように、本実施形態は、絶縁テープ１３ａ，１３ｂに張力の強弱、高低が出たとき、適正に調整させているので、絶縁テープ１３ａ，１３ｂのコイル導体１０に対する巻装の粗、密の偏奇が無くなり、コイル導体１０のより一層高い絶縁性が維持される。
【００６１】
また、本実施形態は、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの支持する中間ローラ３０ａ，３０ｂの挙動を監視するので、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの切断があっても、切断のテープ位置まで巻き戻すことがなく、修復作業を簡易にしてリセット時間を短くすることができる。
【００６２】
また、本実施形態は、テープホルダ３１ａ，３１ｂのリール４２に収容された絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径を監視し、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数終了を自動的に把握するので、新たな絶縁テープへの交換を容易に行うことができる。
【００６３】
また、本実施形態は、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径の変化やその切断等の情報を無線で送受信させるのでろ、リード線等の配線がより一層少なくなり、テーピングヘッド１４を超小型化、超軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係るテーピング装置を示す概略全体斜視図。
【図２】本発明に係るテーピング装置に適用するテーピングヘッドを示す概略拡大図。
【図３】本発明に係るテーピング装置に適用するテーピングヘッドのうち、テープホルダと絶縁テープ張力制御装置とを抜き出した概略拡大図。
【図４】図３に示した絶縁テープ張力制御装置を部分的に切欠いて示す斜視図。
【図５】従来のテーピング装置を概略的に示す図。
【図６】図５のＡ−Ａ矢視方向から見た図。
【図７】コイル導体に絶縁テープを１／２回重ね巻きしたことを示す図。
【符号の説明】
【００６５】
１ 回転リング
２ａ，２ｂ 絶縁テープ
３ａ，３ｂ リール
４ａ 直線部
４ｂ エンド部
１０ コイル導体
１１ コイル導体直線部支持クランプ
１２ コイル導体エンド部支持クランプ
１３，１３ａ，１３ｂ 絶縁テープ
１４ テーピングヘッド
１５ テーピング支持移動装置
１６ アンテナ
１７ テーピング制御装置
１８ 入力装置
１９ ベースプレート
２０ レール
２１ 移動板
２２ レール
２３ テーブル
２４ コラム
２５ 駆動機構部
２６ フレーム
２７ 回転リング
２８ モータ
２９ 蓋体
３０ａ，３０ｂ 中間ローラ
３１ａ，３１ｂ テープホルダ
３２ａ，３２ｂ 絶縁テープ監視センサ
３３ａ，３３ｂ 絶縁テープ張力制御装置
３４ 無線機
３５ａ，３５ｂ アンテナ
３６ テープホルダ
３７ レーザ監視装置
３８ 支持板
３９ 横フレーム
４０ 歯
４１ ベース板
４２ リール
４３ ピン
４４ 支持板
４５ 横フレーム
４６ アーム
４８ 張力調整機構部
４９ 回転盤
５０ 歯
５１ 絶縁テープ設置監視センサ
５２ 軸受
５３ 支持部材
５４ 主軸
５５ モータ
５６ モータ軸
５７ ウォームギヤ
５８ ウォームホイール
５９ ネジ部
６０ バネ押え板
６１ 支持軸
６２ バネ
６３ 押え板
６４ ブレーキシュー
６５ ひずみシュー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に適用するコイル導体に絶縁テープを自動的に巻装する際、その巻装作業に、より一層の改良を加えたテーピング装置およびテーピング装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テーピング装置は、平角断面の素線を複数にして束ねたコイル導体に絶縁テープを自動的に巻装するもので、その構成として図５〜図６に示すものがある。
【０００３】
このテーピング装置は、支持フレーム（図示せず）に設けた回転リング１に複数の絶縁テープ２ａ，２ｂを巻装したリール３ａ，３ｂを設け、水平に支持されたコイル導体４の一端に絶縁テープ２ａ，２ｂを貼着し、その後、回転リング１をコイル導体４の周りに回転させ、しかも一定の張力を与えながらコイル導体４の軸方向（長手方向）に向って移動させるとともに、移動中、図７に示すように、約１／２程度の重ね巻きを２本の絶縁テープ２ａ，２ｂで行なわせる構成にしている。
【０００４】
なお、この種のテーピング装置には、例えば、特開平７−１３１９５９号公報（特許文献１）や特開平９−５６１２３号公報（特許文献２）等が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１３１９５９号公報
【特許文献２】特開平９−５６１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転電機に適用するコイルは、横断面を長方形に形成するコイル導体４が軸方向（長手方向）に向って延びる直線部４ａと、両端が捩れを含む折曲げ状の３次元形状のエンド部４ｂ，４ｂとから構成されている。
【０００６】
このような形状のコイル導体４、特に３次元形状のエンド部４ｂ，４ｂに絶縁テープ２ａ，２ｂを巻装する場合、従来のテーピング装置では、絶縁テープ２ａ，２ｂの張力を監視する手段を備えておらず、専ら作業員の目視確認と長年の経験に基づく判断に依存するところが多く、幾つかの問題点を抱えていた。
【０００７】
まず、一つ目は、絶縁テープの張力を監視する手段がないため、絶縁テープの導体、特に３次元形状のエンド部への巻装に対し、粗、密のムラができ、絶縁性能に悪影響を与えることがあった。
【０００８】
二つ目に、絶縁テープの張力を監視する手段がないため、導体を巻装する絶縁テープの残量がわからず、作業員の経験に頼ることが多かった。しかし、作業員が途中で交替したり、休憩が入ったりした場合、絶縁テープの残量がわからないため、絶縁テープの交換作業が遅れ、作業が長時間化する等の問題があった。
【０００９】
三つ目に、絶縁テープの張力を監視する手段がないため、運転中に、絶縁テープ切があっても気付かないことがあり、気付いたときには、絶縁テープが切れた箇所まで戻して再起動しなければならず、時間的ロスを生じていた。
【００１０】
四つ目に、コイル導体に絶縁テープを送り出す、従来のテーピングヘッドにも問題があった。
【００１１】
従来のテーピングヘッドは、全体形状が比較的大きくなっているため、３次元形状の導体のエンド部に差し掛かると、その移動半径が大きくなり、周辺の治具に衝突したり、導体への巻装中、絶縁テープが捩れ、絶縁テープ表面に被着させた絶縁層を破損させることがあった。
【００１２】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、テーピングヘッド内に絶縁テープの張力を調整する絶縁テープ張力制御装置と、絶縁テープの巻数直径残量および絶縁テープ切れ等を監視する手段を組み込み、その監視した情報を無線化して外部への送信を実現可能としたテーピング装置およびテーピング装置の運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項１に記載したように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のそれぞれに移動可能にするとともに、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれを中心にして回転可能なテーピングヘッドと、このテーピングヘッドに回転可能に組み込まれた回転リングと、この回転リングに組み込まれ、絶縁テープを収容するテープホルダと、前記絶縁テープの張力の強弱、高低を調整する絶縁テープ張力制御装置と、前記絶縁テープの巻数直径を監視する手段と、前記絶縁テープの切断を監視する手段と、監視した情報を無線化して送信する手段とを備えたものである。
【００１４】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項２に記載したように、テープホルダは、巻装した絶縁テープを収容するリールと、このリールに接続し、周縁に歯を設けて絶縁テープ張力制御装置に螺合させるベース板とを備えたものである。
【００１５】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項３に記載したように、リールは、巻装した絶縁テープに係合させるピンを備えたものである。
【００１６】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項４に記載したように、絶縁テープ張力制御装置は、テープホルダのベース板に螺合させる歯を備えた回転盤と、この回転盤に設けたブレーキシューと、一端が前記回転盤に軸支され、他端が支持部材で固設された主軸と、この主軸を同心的に包囲し、モータの駆動力をバネを押えるバネ押え板および押え板に与えてこれらバネ押え板および押え板を前記主軸の軸方向に進退移動させるウォームホイールと、前記主軸に設けられ、前記押え板を前記ブレーキシューに当接させたときに前記主軸に生成される回転トルクを計測するひずみゲージとで構成する張力調整機構部を備えたものである。
【００１７】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項５に記載したように、ウォームホイールは、バネ押え板を主軸の軸方向に進退移動させるネジ部を備えたものである。
【００１８】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項６に記載したように、回転盤は、主軸を軸支する軸受を備えたものである。
【００１９】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項７に記載したように、モータは、モータ軸にウォームホイールの周縁に設けた歯に螺合させるウォームギヤを備えたものである。
【００２０】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項８に記載したように、押え板は、バネを支持し、かつバネ押え板に接続させる支持軸を備えたものである。
【００２１】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項９に記載したように、絶縁テープの切断を監視する手段は、絶縁テープをサポートする中間ローラの挙動を監視する絶縁テープ切断監視センサであることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項１０に記載したように、絶縁テープの巻数直径を監視する手段は、絶縁テープ監視センサであることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項１１に記載したように、回転リングは、絶縁テープのコイル導体への貼着時、貼着状態を監視するレーザ監視装置を備えたものである。
【００２４】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項１２に記載したように、監視した状態を無線化して送信する手段は、回転リングに組み込まれた無線機およびアンテナであることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明に係るテーピング装置は、上述の目的を達成すめために、請求項１３に記載したように、監視した情報を無線化して送信する手段は、監視した情報のうち、絶縁テープの巻数直径の情報と、主軸の回転トルクの情報とに基づいて張力を演算し、その演算信号を絶縁テープの張力の強弱、高低調整指令として絶縁テープ張力制御装置に与えるテーピング制御装置を備えたものである。
【００２６】
また、本発明に係るテーピング装置の運転方法は、上述の目的を達成すめために、請求項１４に記載したように、テーピングヘッドのテープホルダからコイル導体に絶縁テープを送り出すとき、前記絶縁テープの巻数直径およびその切断をレーザ光で監視し、監視した情報を無線で前記テーピングヘッドに駆動指令を与えるテーピング制御装置に送信するとともに、前記絶縁テープが設計値に較べて強弱高低変動しているとき、張力調整機構部の回転盤に設けたブレーキシューにバネ押え板を介装した押え板を当接させ、その際に主軸に生成される回転トルクを計測し、計測した回転トルクと前記絶縁テープの巻数直径とから前記絶縁テープの張力を算出し、算出した張力に基づいてモータの正または逆回転を演算し、その演算した回転の下、前記バネ押え板および押え板を前記主軸の軸方向に沿って進退移動させて前記絶縁テープの張力を調整する方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るテーピング装置およびテーピング装置の運転方法は、運転中の絶縁テープの張力に強弱、高低が出たとき、その張力を設計値に調整させているので、張力の適正値の下、絶縁テープのコイル導体への巻装を粗、密の偏奇がなく、絶縁性能を高く維持させることができる。
【００２８】
また、本発明に係るテーピング装置およびテーピング装置の運転方法は、絶縁テープの巻終り、切断等を監視し、その情報を無線で送受信させているので、絶縁テープの取換え作業を短時間で行うことができ、情報の無線化によってテーピングヘッドを小型化、軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係るテーピング装置およびテーピング装置の運転方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係るテーピング装置の概略斜視図である。
【００３１】
本実施形態に係るテーピング装置は、コイル導体１０の直接部分を支持するコイル導体直線部支持クランプ１１と、コイル導体１０のエンド部を支持するコイル導体エンド部支持クランプ１２と、コイル導体１０に絶縁テープ１３を巻装するテーピングヘッド１４と、このテーピングヘッド１４を駆動して自在に移動させるテーピングヘッド支持移動装置１５と、このテーピンビヘッド支持移動装置１５の動きを遠隔的に制御するアンテナ１６を備えたテーピング制御装置１７と、絶縁テープ１３の張力やテーピングヘッド１４の動きの軌跡等を予め入力する入力装置１８等を備えた構成になっている。
【００３２】
テーピングヘッド支持移動装置１５は、ベースプレート１９に設けたレール２０上をＸ軸方向に移動させる移動板２１と、この移動板２１に設けられたレール２２上をＹ軸方向に摺動させるテーブル２３と、このテーブル２３に設けられ、テーピングヘッド１４をＺ軸方向に昇降させるコラム２４と、テーピングヘッド１４をコラム２４のＺ軸を中心にして回転させるとともに、コラム２４のＹ軸を中心にして回転させる、例えば、モータ等の駆動機構部２５とを備え、テーピングヘッド１４を５軸方向に駆動できる構成になっている。
【００３３】
また、コイル導体直線部支持クランプ１１は、シリンダ内に収容された支持軸と支持軸に設けた把持部（ともに図示せず）を備え、テーピングヘッド１４が近付くと、把持部が開口し、支持軸が降下し、テーピングヘッド１４に衝突しないようにしている。
【００３４】
また、テーピング制御装置１７は、予め入力しておいて入力装置１８からのデータ情報を基にしてコイル導体直接部支持クランプ１１、テーピングヘッド１４、駆動機構部２５等に与えて駆動させ、その挙動をコントロールしている。
【００３５】
一方、コイル導体１０に絶縁テープ１３を巻装させるテーピングヘッド１４は、図２に示すように、筒状のフレーム２６に収容するリング筒状の回転リング２７と、フレーム２６の裏側に設けられ、回転リング２７をフレーム２６の周方向に沿って回転駆動させるモータ２８と、回転リング２７の外側を覆設する蓋体２９とを備えている。
【００３６】
リング筒状に形成された回転リング２７内には、コイル導体１０に中間ローラ３０ａ，３０ｂを介して絶縁テープ１３ａ，１３ｂを供給するテープホルダ３１ａ，３１ｂと、テープホルダ３１ａ，３１ｂに収容された絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径をレーザ光で計測し、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数の終了を監視する絶縁テープ監視センサ３２ａ，３２ｂと、テープホルダ３１ａ，３１ｂから中間ローラ３０ａ，３０ｂを介してコイル導体１０に供給する絶縁テープ１３ａ，１３ｂの張力の強弱、高低を調整する絶縁テープ張力制御装置３３ａ，３３ｂとが設けられている。
【００３７】
また、回転リング２７内には、絶縁テープ監視センサ３２ａ，３２ｂのレーザ光で計測した絶縁テープの巻数直径の情報をテーピング制御装置１７に送る無線機３４およびアンテナ３５ａ，３５ｂと、補助用のテープホルダ３６と、絶縁テープ１３ａ，１３ｂのコイル導体１０への巻装段取り時、絶縁テープ１３ａ，１３ｂがコイル導体１０に正確に貼着されているかをレーザ光で監視するレーザ監視装置３７が設けられている。
【００３８】
図３は、図２に示したテープホルダ３１ａ（３１ｂ）および絶縁テープ張力制御装置３３ａ（３３ｂ）を抜き出したテーピング装置の部分拡大図である。
【００３９】
テープホルダ３１ａ（３１ｂ）は、回転リング２７から延びた支持板３８および横フレーム３９で支持され、周縁に歯４０を備えたベース板４１と、ベース板４１に接続し、巻装した絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）を収容するリール４２と、リール４２に設けられ、収容した絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）を係合させてリール４２の空回り運転を防止するピン４３を備えている。
【００４０】
また、絶縁テープ張力制御装置３３ａ（３３ｂ）は、回転リング２７から延びた支持板４４、横フレーム４５、アーム４６を介して支持されたモータ５５と、このモータ５５の駆動力によりリール４２から中間ローラ３０ａ（３０ｂ）を介して送り出される絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）の張力を調整させる張力調整機構部４８を備えている。
【００４１】
この張力調整機構部４８は、回転盤４９の周縁に歯５０を備え、ベース板４１に設けた歯４０と螺合させ、互いを矢印ＡＲの反対方向に向って回転させ、この間に絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）の張力を調整している。
【００４２】
また、横フレーム４５には、絶縁テープ切断監視センサ５１が設けられている。
【００４３】
この絶縁テープ切断監視センサ５１は、運転中、絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）の張力を受けて中間ローラ３０ａ（３０ｂ）が軸線Ｇ１に位置しているが、絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）が切断されると張力が無くなり、中間ローラ３０ａ（３０ｂ）が軸線Ｇ２に移動することを利用し、中間ローラ３０ａ（３０ｂ）の軸線Ｇ２の位置をレーザ光で監視し、監視した情報を図２に示した無線機１４、アンテナ３５ａを介して図１に示したテーピング制御装置１７に送るようになっている。そして、絶縁テープ１３ａ（１３ｂ）の切断の情報を受けたテーピング制御装置１７は、テーピングヘッド支持移動装置１５やテーピングヘッド１４に運転停止指令を出す。
【００４４】
ところで、絶縁テープ張力制御装置３３ａ（３３ｂ）を構成する張力調整機構部４８を今少し詳しく説明する。
【００４５】
この張力調整機構部４８は、図４に示すように、テープホルダ３１ａ（３１ｂ）のベース板４１に設けた歯４０に螺合し、周縁に沿って設けられた歯５０を備えた回転盤４９と、この回転盤４９に設けた軸受５２に一端が軸支され、他端が支持部材５３に固設させた主軸５４と、モータ５５のモータ軸５６に設けたウォームギヤ５７に螺合し、主軸５４を回転中心として回転するＴ字状で、かつ筒状のウォームホイール５８とを備えている。
【００４６】
また、張力調整機構部４８はＴ字状で、かつ筒状のウォームホイール５８に設けたネジ部５９に螺合させて主軸５４の軸方向に進退移動させるバネ押え板６０と、このバネ押え板６０に隣接し、支持軸６１で支持されたバネ６２を備えた押え板６３と、回転盤４９に設けられ、押え板６３との当接の際、生成される摩擦力によって主軸５４に回転トルクを発生させるブレーキシュー６４と、主軸５４に設けられ、発生した回転トルクを計測するひずみゲージ６５とを備えている。
【００４７】
次に、本実施形態に係るテーピング装置の運転方法を説明する。
【００４８】
運転前の段取り段階において、本実施形態は、コイル導体直接部支持クランプ１１およびコイル導体エンド部支持クランプ１２のそれぞれにコイル導体１０を把持させ、コイル導体１０のエンド部からテーピングヘッド１４を挿通させ、テーピングヘッド１４のテープホルダ３１ａ，３１ｂから中間ローラ３０ａ，３０ｂを介して引き寄せた絶縁テープ１３ａ，１３ｂをコイル導体１０のエンド部に貼着させる。
【００４９】
その際、テーピングヘッド１４の回転リング２７に設けたレーザ監視装置３７で絶縁テープ１３ａ，１３ｂのコイル導体１０に対する貼着状態が監視される。
【００５０】
段取り段階が終了すると、本実施形態は、テーピング制御装置１７のアンテナ１６からテーピング支持移動装置１５およびテーピングヘッド１４のそれぞれに駆動指令が出される。
【００５１】
駆動指令が与えられたテーピングヘッド１４は、フレーム２６の裏側に設けられたモータ２８を駆動し、回転リング２７を蓋体２９の周方向に沿って回転させるとともに、絶縁テープ監視センサ３２ａ，３２ｂで絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径を計測、監視させ、その情報を無線機３４、アンテナ３５ａ，３５ｂを介してテーピング制御装置１７のアンテナ１６に送る。
【００５２】
また、テーピングヘッド１４の回転リング２７内に設けた絶縁テープ切断監視センサ５１は、テープホルダ３１ａ，３１ｂのリール４２からコイル導体１０に絶縁テープ１３ａ，１３ｂを送り出す中間ローラ３０ａ，３０ｂの挙動を監視し、絶縁テープ１３ａ，１３ｂが何らかの事情で切断され、そのときの中間ローラ３０ａ，３０ｂの移動情報を無線機３４、アンテナ３５ａ，３５ｂを介してテーピング制御装置１７のアンテナ１６に送る。
【００５３】
中間ローラ３０ａ，３０ｂの移動情報を受信したテーピング制御装置１７は、テーピングヘッド１４およびテーピング支持移動装置１５のそれぞれに運転停止指令を与える。
【００５４】
一方、テープホルダ３１ａ，３１ｂのリール４２からコイル導体１０に送られる絶縁テープ１３ａ，１３ｂに、テープ巻数減少等に伴う張力の強弱、高低が発生すると、コイル導体１０に絶縁テープ１３ａ，１３ｂの粗密ができ、絶縁性能が悪くなるので、テーピング制御装置１７は、絶縁テープ張力制御装置３３ａ，３３ｂの張力調整機構部４８に張力調整指令を与える。
【００５５】
張力調整指令が与えられた張力調整機構部４８は、モータ４７を駆動させ、その駆動力をモータ軸５６のウォームギヤ５７を介してウォームホイール５８に与えるとともに、ウォームホイール５８のネジ部５９を介してバネ押え板６０を主軸５４の軸方向に進退移動させ、その際、バネ５２に弾性力を発生させ、その弾性力で押え板６３を押圧し、回転盤４９に設けたブレーキシュー６４に当接させる。
【００５６】
ブレーキシュー６４が押え板６３に当接すると、摩擦力が生成され、生成された摩擦力によって主軸５４には回転トルクが発生する。
【００５７】
発生した回転トルクを計測したひずみゲージ６５は、その回転トルク情報を無線機３４、アンテナ３５ａ，３５ｂを介してテーピング制御装置１７のアンテナ１６に送る。
【００５８】
テーピング制御装置１７は、絶縁テープ監視センサ３２ａ，３２ｂから絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径情報と、ひずみゲージ６５からの回転トルク情報とを基にして演算し、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの張力を算出し、算出した絶縁テープ１３ａ，１３ｂの張力と予め設定された張力、例えば設計値とを比較する。
【００５９】
比較中、偏差が出ると、テーピング制御装置１７は、その偏差に基づいて回転方向の正逆を演算してモータ５５に与え、モータ軸５６を正回転または逆回転にしてパネ押え板６０および押え板６３を主軸５４に対し進退移動させ、押え板６３とブレーキシュー６４との当接に伴って生成される摩擦力を変化させ、その変化させた摩擦力を回転盤４９の歯５０からテープホルダ３１ａ（３１ｂ）におけるベース板４１の歯４０を介してリール４２に与え、テープホルダ３１ａ（３１ｂ）のリール４２から出る絶縁テープ１３ａ，１３ｂの張力を設計値に調整する。
【００６０】
このように、本実施形態は、絶縁テープ１３ａ，１３ｂに張力の強弱、高低が出たとき、適正に調整させているので、絶縁テープ１３ａ，１３ｂのコイル導体１０に対する巻装の粗、密の偏奇が無くなり、コイル導体１０のより一層高い絶縁性が維持される。
【００６１】
また、本実施形態は、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの支持する中間ローラ３０ａ，３０ｂの挙動を監視するので、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの切断があっても、切断のテープ位置まで巻き戻すことがなく、修復作業を簡易にしてリセット時間を短くすることができる。
【００６２】
また、本実施形態は、テープホルダ３１ａ，３１ｂのリール４２に収容された絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径を監視し、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数終了を自動的に把握するので、新たな絶縁テープへの交換を容易に行うことができる。
【００６３】
また、本実施形態は、絶縁テープ１３ａ，１３ｂの巻数直径の変化やその切断等の情報を無線で送受信させるのでろ、リード線等の配線がより一層少なくなり、テーピングヘッド１４を超小型化、超軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係るテーピング装置を示す概略全体斜視図。
【図２】本発明に係るテーピング装置に適用するテーピングヘッドを示す概略拡大図。
【図３】本発明に係るテーピング装置に適用するテーピングヘッドのうち、テープホルダと絶縁テープ張力制御装置とを抜き出した概略拡大図。
【図４】図３に示した絶縁テープ張力制御装置を部分的に切欠いて示す斜視図。
【図５】従来のテーピング装置を概略的に示す図。
【図６】図５のＡ−Ａ矢視方向から見た図。
【図７】コイル導体に絶縁テープを１／２回重ね巻きしたことを示す図。
【符号の説明】
【００６５】
１ 回転リング
２ａ，２ｂ 絶縁テープ
３ａ，３ｂ リール
４ａ 直線部
４ｂ エンド部
１０ コイル導体
１１ コイル導体直線部支持クランプ
１２ コイル導体エンド部支持クランプ
１３，１３ａ，１３ｂ 絶縁テープ
１４ テーピングヘッド
１５ テーピング支持移動装置
１６ アンテナ
１７ テーピング制御装置
１８ 入力装置
１９ ベースプレート
２０ レール
２１ 移動板
２２ レール
２３ テーブル
２４ コラム
２５ 駆動機構部
２６ フレーム
２７ 回転リング
２８ モータ
２９ 蓋体
３０ａ，３０ｂ 中間ローラ
３１ａ，３１ｂ テープホルダ
３２ａ，３２ｂ 絶縁テープ監視センサ
３３ａ，３３ｂ 絶縁テープ張力制御装置
３４ 無線機
３５ａ，３５ｂ アンテナ
３６ テープホルダ
３７ レーザ監視装置
３８ 支持板
３９ 横フレーム
４０ 歯
４１ ベース板
４２ リール
４３ ピン
４４ 支持板
４５ 横フレーム
４６ アーム
４８ 張力調整機構部
４９ 回転盤
５０ 歯
５１ 絶縁テープ設置監視センサ
５２ 軸受
５３ 支持部材
５４ 主軸
５５ モータ
５６ モータ軸
５７ ウォームギヤ
５８ ウォームホイール
５９ ネジ部
６０ バネ押え板
６１ 支持軸
６２ バネ
６３ 押え板
６４ ブレーキシュー
６５ ひずみシュー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のそれぞれに移動可能にするとともに、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれを中心にして回転可能なテーピングヘッドと、このテーピングヘッドに回転可能に組み込まれた回転リングと、この回転リングに組み込まれ、絶縁テープを収容するテープホルダと、前記絶縁テープの張力の強弱、高低を調整する絶縁テープ張力制御装置と、前記絶縁テープの巻数直径を監視する手段と、前記絶縁テープの切断を監視する手段と、監視した情報を無線化して送信する手段とを備えたことを特徴とするテーピング装置。
【請求項２】
テープホルダは、巻装した絶縁テープを収容するリールと、このリールに接続し、周縁に歯を設けて絶縁テープ張力制御装置に螺合させるベース板とを備えたことを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項３】
リールは、巻装した絶縁テープに係合させるピンを備えたことを特徴とする請求項２記載のテーピング装置。
【請求項４】
絶縁テープ張力制御装置は、テープホルダのベース板に螺合させる歯を備えた回転盤と、この回転盤に設けたブレーキシューと、一端が前記回転盤に軸支され、他端が支持部材で固設された主軸と、この主軸を同心的に包囲し、モータの駆動力をバネを押えるバネ押え板および押え板に与え、これらバネ押え板および押え板を前記主軸の軸方向に進退移動させるウォームホイールと、前記主軸に設けられ、前記押え板を前記ブレーキシューに当接させたときに前記主軸に生成される回転トルクを計測するひずみゲージとで構成する張力調整機構部を備えたことを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項５】
ウォームホイールは、バネ押え板を主軸の軸方向に進退移動させるネジ部を備えたことを特徴とする請求項４記載のテーピング装置。
【請求項６】
回転盤は、主軸を軸支する軸受を備えたことを特徴とする請求項４記載のテーピング装置。
【請求項７】
モータは、モータ軸にウォームホイールの周縁に設けた歯に螺合させるウォームギヤを備えたことを特徴とする請求項４記載のテーピング装置。
【請求項８】
押え板は、バネを支持し、かつバネ押え板に接続させる支持軸を備えたことを特徴とする請求項４記載のテーピング装置。
【請求項９】
絶縁テープの切断を監視する手段は、絶縁テープをサポートする中間ローラの挙動を監視する絶縁テープ切断監視センサであることを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項１０】
絶縁テープの巻数直径を監視する手段は、絶縁テープ監視センサであることを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項１１】
回転リングは、絶縁テープのコイル導体への貼着時、貼着状態を監視するレーザ監視装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項１２】
監視した状態を無線化して送信する手段は、回転リングに組み込まれた無線機およびアンテナであることを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項１３】
監視した情報を無線化して送信する手段は、監視した情報のうち、絶縁テープの巻数直径の情報と、主軸の回転トルクの情報とに基づいて張力を演算し、その演算信号を絶縁テープの張力の強弱、高低調整指令として絶縁テープ張力制御装置に与えるテーピング制御装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項１４】
テーピングヘッドのテープホルダからコイル導体に絶縁テープを送り出すとき、前記絶縁テープの巻数直径およびその切断をレーザ光で監視し、監視した情報を無線で前記テーピングヘッドに駆動指令を与えるテーピング制御装置に送信するとともに、前記絶縁テープが設計値に較べて強弱高低変動しているとき、張力調整機構部の回転盤に設けたブレーキシューにバネ押え板を介装した押え板を当接させ、その際に主軸に生成される回転トルクを計測し、計測した回転トルクと前記絶縁テープの巻数直径とから前記絶縁テープの張力を算出し、算出した張力に基づいてモータの正または逆回転を演算し、その演算した回転の下、前記バネ押え板および押え板を前記主軸の軸方向に沿って進退移動させて前記絶縁テープの張力を調整することを特徴とするテーピング装置の運転方法。
【請求項１】
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のそれぞれに移動可能にするとともに、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれを中心にして回転可能なテーピングヘッドと、このテーピングヘッドに回転可能に組み込まれた回転リングと、この回転リングに組み込まれ、絶縁テープを収容するテープホルダと、前記絶縁テープの張力の強弱、高低を調整する絶縁テープ張力制御装置と、前記絶縁テープの巻数直径を監視する手段と、前記絶縁テープの切断を監視する手段と、監視した情報を無線化して送信する手段とを備えたことを特徴とするテーピング装置。
【請求項２】
テープホルダは、巻装した絶縁テープを収容するリールと、このリールに接続し、周縁に歯を設けて絶縁テープ張力制御装置に螺合させるベース板とを備えたことを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項３】
リールは、巻装した絶縁テープに係合させるピンを備えたことを特徴とする請求項２記載のテーピング装置。
【請求項４】
絶縁テープ張力制御装置は、テープホルダのベース板に螺合させる歯を備えた回転盤と、この回転盤に設けたブレーキシューと、一端が前記回転盤に軸支され、他端が支持部材で固設された主軸と、この主軸を同心的に包囲し、モータの駆動力をバネを押えるバネ押え板および押え板に与え、これらバネ押え板および押え板を前記主軸の軸方向に進退移動させるウォームホイールと、前記主軸に設けられ、前記押え板を前記ブレーキシューに当接させたときに前記主軸に生成される回転トルクを計測するひずみゲージとで構成する張力調整機構部を備えたことを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項５】
ウォームホイールは、バネ押え板を主軸の軸方向に進退移動させるネジ部を備えたことを特徴とする請求項４記載のテーピング装置。
【請求項６】
回転盤は、主軸を軸支する軸受を備えたことを特徴とする請求項４記載のテーピング装置。
【請求項７】
モータは、モータ軸にウォームホイールの周縁に設けた歯に螺合させるウォームギヤを備えたことを特徴とする請求項４記載のテーピング装置。
【請求項８】
押え板は、バネを支持し、かつバネ押え板に接続させる支持軸を備えたことを特徴とする請求項４記載のテーピング装置。
【請求項９】
絶縁テープの切断を監視する手段は、絶縁テープをサポートする中間ローラの挙動を監視する絶縁テープ切断監視センサであることを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項１０】
絶縁テープの巻数直径を監視する手段は、絶縁テープ監視センサであることを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項１１】
回転リングは、絶縁テープのコイル導体への貼着時、貼着状態を監視するレーザ監視装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項１２】
監視した状態を無線化して送信する手段は、回転リングに組み込まれた無線機およびアンテナであることを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項１３】
監視した情報を無線化して送信する手段は、監視した情報のうち、絶縁テープの巻数直径の情報と、主軸の回転トルクの情報とに基づいて張力を演算し、その演算信号を絶縁テープの張力の強弱、高低調整指令として絶縁テープ張力制御装置に与えるテーピング制御装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のテーピング装置。
【請求項１４】
テーピングヘッドのテープホルダからコイル導体に絶縁テープを送り出すとき、前記絶縁テープの巻数直径およびその切断をレーザ光で監視し、監視した情報を無線で前記テーピングヘッドに駆動指令を与えるテーピング制御装置に送信するとともに、前記絶縁テープが設計値に較べて強弱高低変動しているとき、張力調整機構部の回転盤に設けたブレーキシューにバネ押え板を介装した押え板を当接させ、その際に主軸に生成される回転トルクを計測し、計測した回転トルクと前記絶縁テープの巻数直径とから前記絶縁テープの張力を算出し、算出した張力に基づいてモータの正または逆回転を演算し、その演算した回転の下、前記バネ押え板および押え板を前記主軸の軸方向に沿って進退移動させて前記絶縁テープの張力を調整することを特徴とするテーピング装置の運転方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２４６５５５（Ｐ２００６−２４６５５５Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５４４９４（Ｐ２００５−５４４９４）
【出願日】平成１７年２月２８日（２００５．２．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２８日（２００５．２．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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